Auracast 广播音频知识点

0 Preface/Foreword

Bluetooth Auracast 广播功能，可向不限数量的设备共享音频。该功能之前称为Audio Sharing，现在已更名为Auracast 广播音频。

Bluetooth SIG为蓝牙广播音频功能发布新商标，将音频分享功能（低功耗蓝牙音频Bluetooth LE Audio技术的一部分）正式命名为Auracast广播音频（Auracast broadcast audio）。

Bluetooth SIG同时也给出了Auracast商标指导文件，要求蓝牙会员满足该技术要求的产品必须通过就《公共广播配置文件（Public Broadcast Profile, PBP）规范》的测试，完成蓝牙资格认证后，才能使用Auracast商标，进一步保证了Auracast统一的互操作性（Interoperational）。

LE Audio（LE 音频）主要特点：

• LE Audio is multi-stream （多个音频流）
• LE Audio is broadcast     （广播）
• LE Audio is LC3 （低复杂通讯编解码）
• LE Audio is for hearing aids. （助听器）

Classic Audio & LE Audio对比：

1 Auracast介绍

BAP：Basic Audio Profile，基本音频规范

PAST：Periodic Advertising Sync Transfer，周期广播同步传输

BIS：Broadcast Isochronous Stream，广播等时流，广播同步流（广播音频流），BIS使得音频源设备能够将一个或多个音频流广播到无限数量的蓝牙音频接收设备。主要作用是广播，不需要连接，只需要监听。

BIG：Broadcast Isochronous Group,广播等时组，广播同步组

CIG：Connection Isochronous Group，连接同步组，

CIS：Connection Isochronous Stream，连接同步流 ，CIS允许设备创建多个流，在两个方向上获取和接收音频数据。需要建立连接，包括ACL链路 & CIS链路。

ISOAL：同步适配层，ISOchronous Adaptation Layer

四个角色：

• Broadcast Source，广播发送者
• Broadcast Sink，广播接受者
• Scan Delegator，扫描委派者
• Broadcast Assistant，广播助手

1.1 实现Auracast广播音频的步骤和难点

音频广播设备先后开始扩展广播、周期性广播及等时广播。三种广播同时存在，但是存取地址各不相同。扩展广播通过附属广播PDU指向周期性广播，周期性广播中包含广播等时组信息并指向广播等时流，广播等时流即为数字音频流。

音频接收设备获取音频广播设备的音频广播同步信息，以实现与等时广播流（BIS）在时间和跳频频率的同步，并接收音频广播源设备广播的数字音频流、解调、解密、解码、DAC转化、音频放大并最终还原成声音。获取音频广播设备的广播同步信息的两种方式：

1. 直接扫描音频广播设备的广播来获取
2. 通过广播助手来间接获取

对加密的Auracast广播音频，音频接收设备还必须取得对应的广播码才能正确解密接收到的数字音频流。广播码的长度为16字节，每个Auracast广播音频的广播码互不相同。音频广播设备决定每次Auracast广播的广播码，并通过直接或间接的方式提供给音频接收设备。

1.2 Auracast 技术实现

Bluetooth SIG对支持Auracast的芯片和产品，都会进行芯片和产品认证，保证产品间的互通性。

1.2.1 物理层互联互通

蓝牙5.3核心规范定义了Auracast广播音频物理层的信号调制方式以及调频机制。同时定义广播同步组（BIG）和广播同步流（BIS），保证数据交互的稳定。

1.2.2 协议层互联互通

基础音频配置文件（Basic Audio Profile, BAP）定义了Auracast广播音频协议层交互流程以及基础的4个角色（Broadcast Source、Broadcast Sink、Scan Delegator、Broadcast Assistant）。

1.2.3 用户层互联互通

公共广播配置文件（Public Broadcast Profile, PBP）针对Auracast广播音频定义了三种角色：

• 公共广播源，Public Broadcast Source, PBS
• 公共广播接收器,Public Broadcast Sink, PBK
• 公共广播辅助器,Public Broadcast Assistant, PBA

增加Broadcast Name和Broadcast Announcement字段，让UI显示更加丰富，同时保证用户层能快速获取一些信息。

1.3 Example

LE audio主要依赖Core 5.2 Spec中LE同步信道（ISOC），ISOC作为Bluetooth LE Audio的基础，支持连接模式和非连接模式。

连接模式：连接模式中，每个音频串流被称为CIS（Connected Isochronous Stream）;每个CIS连接在一个CIG（Connected Isochronous Group）中，以进行音频同步（比如左、右耳机同步播放音频）。支持蓝牙Core 5.2的设备可以创建多个CIG。-------》多重串流音频

非连接模式：比如智能电视单一音源可以将数据传输到多个同步音频串流。每个音频串流称为BIS（Broadcast Isochronous Stream）,而多个音频串流称为BIG（Broadcast Isochronous Group）,与CIG类似，支持蓝牙5.2的设备可以创建多个BIG。-------》广播音频

多重串流音频：====》 

多重串流音频是LE Audio的新特性，允许在一个音频源设备（smart phone/ tablet）和一个或者多个音频接收设备（earphone）直接传输多个独立的、同步的音频串流。在多重串流音频的基础上，使用者可以进行无缝语音控制服务，并且在多个音源设备之间流畅切换，比如耳机同时连接到Tablet和smart phone.

 

一个CIG最多可以包含31个CIG。

 广播音频：=====》

用于音频共享的广播音频是LE Audio的一个重要case，allow音频源设备向无限数量的蓝牙音频接收设备广播音频串流。

基于广播音频技术的蓝牙音频共享，可以是个人的，也可以是基于位置的。通过蓝牙音频共享，我们可以与周围的其他人共享音频体验。而基于位置的音频共享适用于大型公共场所，可以增强用户体验。广播音频可以是开放的，允许任何范围内的接收设备加入，也可以是封闭的，只有具有正确秘钥的接收设备才能参与。

2 Others

SDU: Service Data Unit，服务数据单元，业务数据单元

PDU: Protocol Data Unit，协议数据单元

计算机网络中PDU和SDU介绍：

PDU：协议数据单元是工作中相同协议层的实体间交换数据的基本单元。在TCP/IP模型中，各层对应的PDU具体内容如下所示：

• 物理层：比特率， bit
• 数据链路层：帧，frame
• 网络层：分组，packet
• 传输层：段，数据报，segment, Datagram
• 应用层：消息，message

SDU:服务数据单元。下层协议为上层协议提供服务，上层协议数据单元PDU将会成为下层的服务数据单元SDU。

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